沸石已被證明是各種反應中的有用催化劑，從酸到堿和氧化還原催化。這些材料的特殊性質（高表面積、均勻的孔隙率、互連的孔/通道系統、可接近的孔體積、高吸附容量、離子交換能力和形狀/尺寸選擇性）提供了作為有效催化劑和催化劑載體的關鍵特性。目前，正在從關于這些重要和非凡材料的大量現有知識中開發新的應用程序。其中，與開發對環境影響較小的工藝（綠色工藝）以及生產替代和清潔能源相關的應用至關重要。氫被認為對能源和環境的可持續性至關重要。它是一種清潔能源載體，可用于交通運輸和固定發電。在制氫過程中，開發新型催化劑是解決氫氣可持續生產相關問題的更為有效的途徑之一。

一、沸石：組成、結構、性質和應用

天然沸石是微孔結晶鋁硅酸鹽，其骨架由共角和四面體形成，它們定義了空腔和通道，其中可以找到與骨架氧和/或水分子配位的陽離子。在沸石中，TO4四面體的組織可導致形成具有不同數量T原子（Si、Al）的環。最常見的環有4-T、6-T、8-T、10-T和12-T；然而，含有14，18，和30元環沸石結構也已被合成的。沸石微孔的大小取決于環中成員的數量，介于4和12埃之間。在戒指上，TOT角主要在130°–180°范圍內變化。這個角度的靈活性是決定現有沸石種類繁多的最重要因素之一。

沸石可以作為分子篩，因此它們的主要物理性質之一是孔隙率。沸石的微孔特性使其具有相對于其外表面而言非常大的內表面積。微孔對外開放，允許物質在晶體內空間和周圍環境之間轉移。明確定義的微孔的三維網絡可以作為反應通道，其活性和選擇性將通過引入活性位點來增強。孔內強電場的存在和可控的吸附特性將產生一種獨特類型的催化劑，其本身可以被認為是一種催化微反應器。

二、用于制氫的沸石

氫(H2)作為一種清潔且CO2中性的能源，在未來的能源經濟中將發揮重要作用。因此，它被預測為為數不多的長期可持續清潔能源載體之一。目前，分子氫的合成主要通過不可持續的方法進行，例如天然氣的蒸汽重整(SR)或煤的氣化，這與大量溫室氣體(GHG)的排放有關，尤其是二氧化碳(CO2)。因此，為了實現氫經濟的全部好處、提高能源安全性、能源供應多樣化和減少空氣污染，必須從可用的可再生資源中清潔、高效地生產氫。可以使用可再生能源（例如，陽光、風、波浪或水力發電）從可再生資源（例如，生物質和水）中生產氫氣。

本文考慮了兩種重要的方法來從可再生資源生產氫氣并減少CO2排放。一種方法是將重整方法應用于生物質衍生的化合物，例如生物乙醇。由于生物質在生長過程中會消耗大氣中的二氧化碳(CO2)，因此與化石燃料相比，它的凈CO2影響很小。第二種方法考慮使用太陽能通過水分解來生產氫氣。通過水分解制氫對應于包括在C循環之外的那些方法。由于可以使用非常豐富的太陽能，這個過程非常有吸引力。

為滿足全球不斷增長的能源需求而大量開采化石燃料已導致CO2的增加在大氣中，因此導致顯著的全球變暖（溫室效應）。此外，地球上化石燃料的儲量是有限的，無論它們能持續多久，未來都必須開發一種獨立于化石燃料的清潔和可再生能源替代品。氫氣可能是一個不錯的選擇，因為它具有所有化學燃料中最大的熱值(39.4kWh/kg)。其燃燒成熱或電簡單而清潔。當與氧氣燃燒時，氫氣會形成水并且不會產生或排放污染物。我們今天使用的大約95%的氫氣來自重整天然氣。但要實現氫經濟的全部好處、增加能源安全、多樣化能源供應和減少空氣污染，必須使用可用的可再生資源清潔、高效且經濟地生產氫。因此，可再生能源是制氫所需的能源。然而，從可再生能源生產氫氣存在許多挑戰，主要的挑戰可能是開發新的催化工藝來生產可持續的氫氣并降低成本以與當前燃料（汽油和柴油）競爭。